应力型微悬臂梁生化传感器响应机理研究进展

针对静态微悬臂梁表面特异性结合产生表面应力信号的响应机制问题,介绍了微悬臂梁生化传感器的工作原理,阐述了应力响应机制的简化模型,从纵向界面上和横向分子间2个方面对特异性吸附引起的悬臂梁表面应力的变化进行了剖析,讨论了界面能变化、位阻作用、静电力、氢键作用等与表面应力大小及方向之间的关系,总结了应力型微悬臂梁生化传感器的响应机理的研究。     

微悬臂梁传感器以及读出电路的单片集成

提出了一种基于SOI技术的微悬臂梁传感器集成化方案,并从传感器信号调理电路的设计和集成化工艺设计方面论证了该方案的可行性。微悬臂梁传感器集成化系统主要包括惠斯通电桥阵列以及微悬臂梁传感器的信号调理电路。信号调理电路部分包括温补电流源、时分多路选择器和两级仪用放大器。测量的结果证实了我们单片集成的可行性。     

压电微悬臂梁气体传感器静态弯曲模型的研究

压电微悬臂梁是一种灵敏度高、尺寸小的生化传感器.分子或原子在压电微悬臂梁功能化表面的吸附会引起悬臂梁的静态弯曲,通过静态变形可以得到微悬臂梁的表面应力.将表面应力引起的微悬臂梁中性层位置的变化引入建模过程,并与能量法相结合,建立了压电微悬臂梁在单分子层吸附稳定后的静态弯曲理论模型.结果发现在相同吸附表面积和吸附量条件下...     

谐振微悬臂梁传感器的工作原理及其在生化检测中的研究进展

谐振微悬臂梁是一种可以将质量变化转换为频率信号的微质量型传感器，因其分辨率高、灵敏度高、成本低、易于集成和小型化等优点而备受关注。谐振微悬臂梁现已被广泛应用于流量控制、生物医学痕量检测、气态和液态分子分析等领域。近年来，随着微机电系统（Micro-Electro-Mechanical System,MEMS）技术的快速发展，针对谐振式微悬臂梁传感器的研究与应用越来越多，对近年来谐振式微悬臂梁传感器在环境检测、生物医学等领域的具体应用进行了综述，并对未来的发展方向做出了展望。     

微悬臂梁谐振式气体传感器研究进展

微机械谐振式传感器已经成为微型机电系统(MEMS)领域的研究热点。讨论了微悬臂梁谐振式气体传感器的工作原理,介绍微悬臂梁表面修饰的关键技术、主要方法和基于微悬臂梁的谐振式气体传感器领域的研究状况以及近五年以来该领域的研究进展,并对基于微悬臂梁的谐振式气体传感器的发展方向和应用前景做了展望。     

基于锁相环接口电路的高性能扭转谐振模态微悬臂梁传感器研究

扭转谐振模态微悬臂梁低能耗、高品质因数的特性,使它比传统的弯曲模态悬臂梁拥有更高的灵敏度和分辨率.将微传感器加工技术和生物检测技术相结合,利用扭转谐振模态微悬臂梁传感器对生物素和亲和素的特异性反应进行检测,结果传感器的灵敏度为0.9 pg/Hz,分辨可达到49 fg.本文还着重介绍了为谐振梁传感器设计的以锁相环(Phase-Locked Loop简称PLL)为核心的闭环接口电路,分析了悬臂梁和电路在闭环系统中的工作特性,并探讨了解决谐振式传感器在使用中常见的稳定性差、噪声干扰强等问题的方法.     

直流偏置对PZT微传感器的谐振频率的影响

在直流偏置电压对PZT压电微悬臂梁谐振频率的影响研究中,建立了理论方程,并通过激光干涉测试实验对所建方程进行了验证。理论方程和实验均表明:直流偏置电压对PZT微悬臂梁的谐振基频的影响是二阶函数。在直流偏置电场小于1×107 V/m时,直流偏置电压和谐振基频存在线性变化区。此结论可以用于改善谐振式PZT微悬臂梁传感器的信号检测系统,即利用扫描直流偏置电压取代频谱分析。     

梯形变截面悬臂梁式微质量传感器设计与分析

针对微小集中质量测量问题,提出并制备了一种梯形变截面悬臂梁式微质量传感器,建立了梯形变截面悬臂梁式微质量传感器的振动分析模型。采用有限元方法求解其振动控制方程,获得了微质量传感器的灵敏度。仿真分析结果表明,相对于等截面矩形悬臂梁式微质量传感器,单层压电和双层压电结构的变截面悬臂梁传感器的灵敏度分别提高了127.00%和263.00%。采用线切割工艺,加工制备了单压电层梯形变截面结构的微质量传感器并对传感器进行了实验测试,在误差允许范围内,仿真结果与实验结果基本一致,验证了采用梯形变截面悬臂梁式结构可以有效的提高传感器的灵敏度。     

微悬臂梁压阻桥式传感器的微弱信号检测技术研究

针对微悬臂梁压阻桥式传感器的输出信号非常微弱的特点,设计了基于该类传感器的微弱信号检测电路,采用锁相放大技术来提取淹没在强噪声背景下的微弱信号,通过理论和实验证明:该设计方法很好地提取了反映变化量性质的有用信号,同时也很好地提高了系统的信噪比,满足了实际情况的需要。     

微悬臂梁横向弹性系数标定技术

微悬臂梁是新型力学传感器的关键部件,其性能决定力学测试结果的准确度。为了定量研究微悬臂梁与样品表面间的相互作用力,须对微悬臂梁的力学性能进行表征。提出了一种新的微悬臂梁横向弹性系数标定方案:采用精密天平和光杠杆分别测得微悬臂梁的横向扭转力和扭转量,进而可得到微悬臂梁的横向弹性系数。对3种型号的微悬臂梁进行了横向弹性系数的实际标定,结果表明:均方差均小于5%,重复性良好,且与有限元仿真值一致。     

CCD信号处理集成化方案

对比传统的CCD信号处理电路,提出了CCD信号处理集成化方案。简述了传统的CCD信号处理电路工作原理,介绍了其基本功能。根据CCD器件的工作原理,对CCD器件输出信号的特性进行了详细分析。针对CCD信号存在的复位噪声,对相关双采样电路的基本原理进行了详细介绍。传统的CCD信号处理电路一般由前置放大电路、相关双采样电路、可编程增益放大电路和AD转换电路等分立电路组成,结构复杂、调试困难、功耗紧张等缺点是显而易见的;而集成化处理方案则采用FPGA结合ADC的处理模式,集成度高、结构简单、灵活性强是不言而喻的。最后,通过一设计实例对方案进行设计验证,并对设计中应注意的一些问题进行了详细分析和总结。     

Microfluidic integrated circuits for signal processing using analogous relationship between pneumatic microvalve and MOSFET

In this paper, a new concept and potential demonstration of functional microfluidic integrated circuits using MEMS technology are presented. The fluidic integrated circuits were constructed utilizing analogous relationship between MOSFET and pneumatic microvalve with a diaphragm structure. The signal transmitted through the circuit is the fluidic signal, that is, the pressure or the flow-rate of the fluid. The pneumatic microvalve in this study is expressed by small-signal equivalent model similar to that of a MOSFET. Small signal behavior of microfluidic integrated circuits can be expected using the model, if the parameters in the model are extracted properly from fabricated microvalves. As an example of a fluidic circuit, pressure inverting amplifiers including integrated two microvalves were fabricated and evaluated. As a result, they showed sharp pressure transfer curves similar to MOS inverter circuits. A maximum pressure gain of 32.0 dB was obtained, and it can be used for pressure amplification in analog applications. In addition, they can be used as pressure inverter logic circuits for digital applications. Although the theory and design environment of the new microvalve circuit technology have not been established yet, multifunctional fluidic analog and digital circuits can be realized for special application fields different from electronic integrated circuits.     

Design Technique of I~2L Circuits Based on Multi-Valued Logic

This paper proposes the use of the current signal to express logic values and establishes th theory of grounded current switches suitable for I^2L circuits.Based on the advantag that current signals are easy to be added,the design technique of I^2L circuits by means of the multi-valued current signal is proposed.It is shown that simpler structure of I^2L circuits can be obtained with this technique.     

Multichannel signal processors for multielement IR FPA

Structure and circuit solutions for implementing adaptive multichannel analog and digital signal preprocessing circuits integrated with readout circuits are considered. Experimental results of investigating multichannel signal preprocessing readout circuits and IR FPA based on them are represented. The article is published in the original.     

SAW传感器对神经性毒剂及模拟剂的检测进展

基于压电效应和化学特异选择性的有机敏感材料的声表面波(SAW)传感器,因其具有体积小、响应时间快、选择性好、可集成度高等优点而成为对气体实时、在线检测的重要手段之一。介绍了SAW传感器在神经性毒剂及其模拟剂检测中的应用,重点从SAW传感器测试电路、敏感膜材料、成膜方法及信号处理等方面介绍此领域的研究现状,并对发展趋势进行了展望。     

高速2CPFSK调制器的设计与实现

针对小型飞行器数据链中信号传输速率的要求,介绍了二进制连续相位的FSK调制原理,提出了基于直接数字频率合成技术的2CPFSK调制器的设计与电路实现.给出了提高频谱纯度的椭圆函数型滤波器的设计,实现了对高速数字信号的2CPFSK调制.通过小型飞行器数据链图像信号的传输应用实验验证:该设计实现了程序自动调节频偏,得到了较小的调制指数,解决了小型飞行器数据链高速数据传输的问题.     

Verification of Asynchronous Circuits using Timed Automata

In this work we apply the timing verification tool OpenKronos, which is based on timed automata, to verify correctness of numerous asynchronous circuits. The desired behavior of these circuits is specified in terms of signal transition graphs (STG) and we check whether the synthesized circuits behave correctly under the assumption that the inputs satisfy the STG conventions and that the gate delays are bounded between two given numbers. Our results demonstrate the viability of the timed automaton approach for timing analysis of certain classes of circuits.     

便携式现场音频信号检测仪设计

介绍了系统信号调理电路和以DSP及模数转换器ADS7805为核心的信号采样电路,结合快速傅里叶变换介绍了系统参数测量的主程序及服务子程序,最后对系统应用中的测量精度进行了分析。实验表明该仪器测量电压精度达0.5级,频率分辨率达20Hz。     

采用计数器存储权值的人工神经网络的实现

文中提出了一种采用计数器存储权值的人工神经网络的实现方案。数字权值采用计数器存储,突触电路和神经元电路用模拟电路来实现。数字权值经脉冲宽度调制电路转换为脉冲信号作为模拟突触电路的输入信号。因而权值可以长期存储,对权值的修改易于实现,突触神经元电路结构简单,融合了人工神经网络模拟实现和数字实现的优点。对于智能计算机的实现具有重要的意义。     

基于PCB仿真的高速时钟电路设计研究

随着电子线路设计复杂程度的增加，以及人们对于电路性能要求的不断提高，对于高速电路设计的仿真显示出越来越重要的地位。该文主要介绍了基于信号噪声分析软件(SigNoise)对于印刷电路板(PCB)的仿真，并对高速时钟电路设计中的传输线距离考虑、匹配电阻设计、PCB布线形状进行了深入的研究。文中对于高速数字电路信号完整性和电磁兼容性的分析，对于电子线路的设计具有很好的参考价值。